燃气分布式能源站冷热电联产应用与发展的探讨

工作原理、主要优点及发展现状，深入分析存在的现状，并对分布式能源的应用与发展前景做出分析，对能源的可持续发展有深远的意义。

关键词：分布式能源 冷热电联产 应用 发展

中图分类号：TK112 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-056-02

分布式能源（Distributed Energy Sources）是指分布在用户端的能源综合利用系统。分布式能源系统以小规模、模块化、分散式的方式布置在用户端或近用户端侧，将天然气、生物质能、太阳能、氢能和风能等其它可再生清洁能源作为一次能源，根据各类用户的不同能源需求，通过中央能源控制系统为其提供电、热、冷能，实现了能源梯级利用。天然气分布式能源，可实现冷、热、电联产，极大程度增加了能源利用效率，减少二氧化硫、粉尘等污染物排放量，降低碳排放浓度，改善地区环境。这些年来，在国家提倡节能减排的大环境大形势下，分布式能源项目得到了较快地发展。

1 工作原理

燃气冷热电三联供即CCHP（Combined Cooling，Heating and Power），是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力用于满足用户的电力需求，系统所排出的废热通过余热回收利用设备向用户进行供热、供冷。经过对能源的梯级利用使能源的利用率从常规发电系统的40%左右提高到80%左右，能源梯级利用效率达到60%-80%，大量节约一次能源。因此说，燃气冷热电三联供系统是分布式能源的先进技术之一，也是最具实用性和发展活力的系统。典型的燃气冷热电三联产系统一般包括动力系统、发电机、余热回收装置、制冷或供热系统等组成部分，可针对不同用户的能源需求，灵活地采用多种多样的组织方式，系统配套方案的可选择范围较大。

燃气冷热电联产系统原理图如图1所示。

2 主要优点

2.1 节能和能源综合利用效率

天然气分布式能源站充分利用发电余热，实现了能源的梯级利用。同时分布式能源站就近满足用户的电热冷等能源需求，将大大降低输电线路和供热管网的损耗，能源综合利用率达80%以上，超过大型发电机组一倍以上。同时，大幅度降低了输电线路和供热管网的投资费用，将创造较高的经济效益。

2.2 环保效益

天然气是高效清洁能源，燃用天然气不会产生粉尘和灰渣，几乎没有SO2排放。此外，天然气成分中主要是CH4，烟气中CO2的排放也大大减少。如果采用低NOx燃烧器，NOx的排放也降到极低的程度。

2.3 提高供能安全性

分布式供能系统可与大电网互为补充和支撑，灵活分布，就近建设。对用户来说，在提高能源利用率的同时，相当于在常规的供能形式之外为用户增加了一路供电、供冷和供热的途径，提高了用户用能的安全性。

2.4 天然气调峰天然气

分布式能源系统调峰性能好，操作简单，可成为可中断、可调节的发电系统，对天然气和电力具有双重“削峰填谷”作用。根据天然气和电力的供给和需求，灵活调整系统出力既可缓解燃气供应的峰谷差，增强供气系统安全性，又能提高分布式能源系统的利用效率，大大节约电网以及天然气管网的运行成本。

3 存在的问题

3.1 国家各项支持政策有待明朗化

目前，国家有关部委尚未出台明确的“分布式能源项目发展规划”，其它诸如分布式能源项目的上网政策、电量收购政策、电价政策、税收优惠政策等与其相关配套支持的一系列政策均未出台，以致大部分投资方均处于圈地观望阶段，无实质进展。

3.2 天然气资源偏紧，价格偏高

以福建省为例，中石油西三线福建段全线建成投产后，预计未来气价在3.19元/标立方米至3.34元/标立方米之间，而中海油海气现货价更高于此价格，均不利于燃气分布式电站的发展。按照每标立方气发5度电估算，气电直接成本0.638～0.668元/千瓦时。每80标立方气产1吨供热蒸汽估算，蒸汽直接成本为255.2～267.2元/吨。电热成本均远高于煤电，若无补贴及政策，项目实难推广。

3.3 页岩气的开发前景尚不明朗

国内页岩气开发起步较晚，尚未掌握开采的核心技术，且国内地质较美国更复杂，页岩气埋藏深度更深，开发成本较高。同时页岩气开采需要大量淡水资源，而国内除南方地区外，大部分地区水资源相对匮乏，对大规模开采也形成一定的约束。

3.4 发电并网

目前，天然气分布式能源三联供系统的发电并网，并没有出台指导性的建议，没有规定，没有要求，没有建议，只是鼓励大家这样子去做，但是实际操作起来难度很大。

3.5 市场存在的问题

燃气三联供系统，需要专业化的系统集成公司开发和建设，这样的公司比较少，各个公司的水平也不一样；燃气内燃机的实用性和可靠性有些问题，不能和国外相比，其技术还需改进和提高；再就是缺少这方面的公司，服务质量跟不上去，而且燃气三联供系统的投入非常大，利润又因为很多原因，差异巨大。

4 燃气分布式电站的发展前景和机遇

从国家《重点区域大气污染防治“十二五”规划》和新近出台的《大气污染防治行动计划》来看，到2017年，基本淘汰10吨以下燃煤锅炉，禁止新建每小时20吨以下燃煤锅炉。包含海峡西岸的“三区十群”中的47个城市的燃煤锅炉项目要执行大气污染物排放限值。以上政策将逼迫新建企业采用集中供热，并推高现有自建锅炉企业的用热成本，同时随着未来国内页岩气技术的突破，天然气价格有一定下降空间，都将利于燃气分布式能源站项目的发展。

5 结语

我国人口众多，是一个能源资源相对贫乏的国家，能源资源人均占有量仅为世界平均水平一半左右。国家经济水平的日益提高，能源消费需求也保持快速增长，导致环境污染问题愈加严重，转变经济发展方式和实现低碳绿色经济已成为实现科学发展的必然要求。燃气冷热电三联供能源系统，为实现降低能源消耗，减少环境污染，加强能源安全起到了积极作用，对我国能源的可持续发展具有非常重要地意义。

参考文献：

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[2] 马悦，董舟.分布式能源系统的研究及配置方案分析[J].节能，2011（04）：15-19.

[3] 林鸣.分布式能源系统——冷热电联产[J].新疆化工，2010（04）：5-7.

[4] 罗健.燃气分布式能源发展前景及经济性分析[J].燃气轮机技术，2012（01）：17-19.

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